吸收法凈化氣態(tài)污染物

1、第第8 8章吸收法凈化氣態(tài)污染物章吸收法凈化氣態(tài)污染物l吸收平衡吸收平衡l吸收速率吸收速率l吸收設備及設計吸收設備及設計l吸收法應用吸收法應用吸收是根據氣體混合物中各組分在吸收是根據氣體混合物中各組分在液體溶劑中液體溶劑中物理溶解度差異物理溶解度差異或者或者化學反化學反應活性應活性的不同，將污染物從氣相中分離的不同，將污染物從氣相中分離出來的一種方法。出來的一種方法。什么叫吸收？什么叫吸收？物理吸收：物理溶解度差異物理吸收：物理溶解度差異吸收的劃分：吸收的劃分：用水吸收氨氣用水吸收氨氣用水吸收氯化氫用水吸收氯化氫化學吸收：化學反應活性不同化學吸收：化學反應活性不同用用Na2CO3吸收吸收SO2

2、用稀用稀H2SO4吸收吸收NH38.1 吸收平衡吸收平衡吸收劑吸收劑吸收質吸收質吸吸收收解解吸吸氨氣水系統氨氣水系統常見氣體在水中的平衡溶解度常見氣體在水中的平衡溶解度xmy*ixpiiE*8.1.1物理吸收平衡亨利定律物理吸收平衡亨利定律當總壓不高（一般在當總壓不高（一般在5105Pa）時，在）時，在一定溫度下，稀溶液中溶質的溶解度與氣相中一定溫度下，稀溶液中溶質的溶解度與氣相中溶質的平衡分壓成正比。溶質的平衡分壓成正比。iCpiiH1* 亨利定律的適用條件亨利定律的適用條件l氣體近似為理想氣體，液體可看成理想液氣體近似為理想氣體，液體可看成理想液體（稀溶液）；體（稀溶液）；l系統的壓力不太

3、高（系統的壓力不太高（一般在一般在5105Pa ），），溫度為常壓或低壓；溫度為常壓或低壓；l吸收質在氣相中的分子狀態(tài)與在液相中的吸收質在氣相中的分子狀態(tài)與在液相中的相同；相同；l氣體組分與液體不起化學反應。氣體組分與液體不起化學反應。8.1.2化學吸收平衡化學吸收平衡CA=A物理平衡物理平衡+A化學消耗化學消耗被吸收組分與溶劑相互作用；被吸收組分與溶劑相互作用；被吸收組分在溶液中離解；被吸收組分在溶液中離解；被吸收組分與溶劑中的活性組分作用。被吸收組分與溶劑中的活性組分作用。A A（液）（液） + B+ B（溶劑）（溶劑）A A（氣）（氣）M M（液）（液）K KBAAcBAMKA1BKcA

4、A)1(*BKHcpAAA被吸收組分與溶劑相互作用被吸收組分與溶劑相互作用A A（液）（液）A A（氣）（氣）M M+ + + N+ N- -K KNMANMK且AkM*AAAAAPkHPHC被吸收組分在溶液中離解被吸收組分在溶液中離解A A（液）（液） + B+ B（液）（液）A A（氣）（氣）M M（液）（液）K K被吸收組分與溶劑中的活性組分作用被吸收組分與溶劑中的活性組分作用)1()1(00 xAxxcAxcBAMKBB*001ABBAkPkPcxccAAAHxKRp)1 (*cB0活性組分的初始濃度；活性組分的初始濃度；x反應達到平衡后的轉化率。反應達到平衡后的轉化率。小于小于18.

5、2 吸收機理吸收機理分子擴散：分子擴散：物質在靜止的或垂直于濃度梯度方向作物質在靜止的或垂直于濃度梯度方向作層流流動的流體中傳遞，是由分子運動引起的，層流流動的流體中傳遞，是由分子運動引起的，稱為分子擴散。稱為分子擴散。湍流擴散：湍流擴散：物質在湍流流體中傳遞，除了由于分子物質在湍流流體中傳遞，除了由于分子運動外，更主要的是由于流體中的質點的運動而運動外，更主要的是由于流體中的質點的運動而引起的，稱為湍流擴散。引起的，稱為湍流擴散。氣體的質量傳質過程氣體的質量傳質過程 分子擴散分子擴散擴散過程擴散過程湍流擴散湍流擴散氣態(tài)污染物氣態(tài)污染物A 通過隋性氣體通過隋性氣體B運動，用擴散系數運動，用擴散

6、系數DAB表示：表示：T絕對溫度，絕對溫度，K；DAB擴散系數，擴散系數，cm2/s；M氣體的靡爾質量；氣體的靡爾質量；V氣體在沸點下呈液態(tài)時的摩爾體積，氣體在沸點下呈液態(tài)時的摩爾體積，cm3/mol；A氣體的密度，氣體的密度，g/cm3。5.025.05.05.0411108.1BAAABAABMMMVVTD氣體在氣相中擴散氣體在氣相中擴散修正的修正的吉里蘭吉里蘭方程方程擴散系數隨介質的種類、溫度、壓強及濃度的不同而變化。氣體擴散速率實驗示意圖氣體擴散速率實驗示意圖液態(tài)污染物液態(tài)污染物A通過氣通過氣體體B的擴散的擴散液態(tài)污染物液態(tài)污染物A實驗中，用水浴維持管子溫度與空氣相同液體表面的下降距離

7、tLLMPpPRTDAABBAB2)/ln(2122121A1氣體氣體A的密度，的密度，g/cm3。L1液體的初始速度，液體的初始速度，cm；L2液體的最終速度，液體的最終速度，cm；pB1、pB2分別為分別為L1和和L2時的空氣分壓；時的空氣分壓；t變化時間，變化時間，s；實驗測定的氣體擴散速率計算式實驗測定的氣體擴散速率計算式氣態(tài)污染物氣態(tài)污染物A 通過液體通過液體B的擴散系數的擴散系數DAB：B B液體粘度；液體粘度；溶劑的締結因數。溶劑的締結因數。)/()(104.726.05.010scmVTMDABBAB溶劑水甲醇乙醇苯乙醚溶劑水甲醇乙醇苯乙醚2.6 1.9 1.51.01.0氣體

8、在液體中的擴散氣體在液體中的擴散非締合溶劑非締合溶劑締合溶劑締合溶劑吸收理論雙膜理論吸收理論雙膜理論雙膜理論雙膜理論一、一、相互接觸的氣液兩相之間存在一穩(wěn)定相互接觸的氣液兩相之間存在一穩(wěn)定的相界面，在相界面兩側分別存在兩層滯留的相界面，在相界面兩側分別存在兩層滯留膜，即氣膜和液膜，氣膜以外為氣相主體，膜，即氣膜和液膜，氣膜以外為氣相主體，液膜以外為液相主體。液膜以外為液相主體。雙膜理論雙膜理論二、氣體的吸收過程：二、氣體的吸收過程：1、被吸收組分從氣相主體通過氣膜邊界向氣膜移動；、被吸收組分從氣相主體通過氣膜邊界向氣膜移動；2、被吸收組分從氣膜向相界面移動；、被吸收組分從氣膜向相界面移動；3、

9、被吸收組分在相界面處溶入液相；、被吸收組分在相界面處溶入液相；4、溶入液相的被吸收組分從相界面向液膜移動；、溶入液相的被吸收組分從相界面向液膜移動；5、溶入液相的被吸收組分從液膜向液相主體移動。、溶入液相的被吸收組分從液膜向液相主體移動。雙膜理論雙膜理論三、傳質阻力三、傳質阻力1、在相界面處，氣液處于平衡狀態(tài)，無傳質阻力存、在相界面處，氣液處于平衡狀態(tài)，無傳質阻力存在；在；2、在氣膜和液膜中，被吸收組分靠擴散作用進行傳、在氣膜和液膜中，被吸收組分靠擴散作用進行傳質，存在氣膜阻力和液膜阻力；質，存在氣膜阻力和液膜阻力；3、在氣相主體和液相主體中，各組分充分混合，濃、在氣相主體和液相主體中，各組分

10、充分混合，濃度均一，無濃度梯度，無擴散阻力；度均一，無濃度梯度，無擴散阻力；4、整個過程的傳質阻力等于氣膜阻力與液膜阻力之、整個過程的傳質阻力等于氣膜阻力與液膜阻力之和；和；5、傳質速率取決于氣膜和液膜的分子擴散速率。、傳質速率取決于氣膜和液膜的分子擴散速率。雙膜理論雙膜理論四、傳質推動力：四、傳質推動力：AiAGPPALAiCC1、在氣膜內推動力為：、在氣膜內推動力為：2、在液膜內推動力為：、在液膜內推動力為：物理吸收速率物理吸收速率)()(AiAGAGAiAGGAGAPPkPPZDN氣膜氣膜NA吸收質傳質速率，吸收質傳質速率， kmol/(m2.s)； DAG吸收質吸收質A在氣相中的分子擴

11、散系數，在氣相中的分子擴散系數， kmol/(m.s.Pa)；ZG氣膜厚度，氣膜厚度，m。 pAG、pAi分別是吸收質在氣相主體和相界面上的分壓，分別是吸收質在氣相主體和相界面上的分壓，Pa；kAG以（以（ pAGpAi ）為推動力的氣相分傳質系數，）為推動力的氣相分傳質系數，kmol/(m2.s.Pa)。物理吸收速率物理吸收速率)()(ALAiALALAiLALACCkCCZDN液膜液膜NA吸收質傳質速率，吸收質傳質速率， kmol/(m2.s)； DAL吸收質吸收質A在液相中的分子擴散系數，在液相中的分子擴散系數， m2/s；ZL液膜厚度，液膜厚度，m。 CAL、CAi分別是吸收質在液相主

12、體和相界面處的濃度，分別是吸收質在液相主體和相界面處的濃度， kmol/m3；kAL以（以（ CAiCAL）為推動力的液相分傳質系數，）為推動力的液相分傳質系數， m/s 。)(*AAGAGAPPKN)(*ALAALACCKNcA與氣相中與氣相中A組分分壓成平衡關系的液相中吸收質的摩爾濃度組分分壓成平衡關系的液相中吸收質的摩爾濃度，kmol/m3；PA*與液相主體中吸收質濃度成平衡關系的氣相虛擬分壓，與液相主體中吸收質濃度成平衡關系的氣相虛擬分壓，Pa；KAL以（以（ CA* CAL）為推動力的氣相總傳質系數，）為推動力的氣相總傳質系數， kmol/(m2.s.Pa)；KAG以（以（ pAGp

13、A* ）為推動力的氣相總）為推動力的氣相總傳質傳質系數，系數， kmol/(m2.s)?？倐髻|速率方程總傳質速率方程阻力推動力速率/界面濃度界面濃度yxAiAAiAkkxxyy)()(AAixAiAyAxxkyykNAiAiAixmy作圖法作圖法解析法解析法A組分在氣相中的摩爾分數用y表示； A組分在液相中的摩爾分數用x表示.界面濃度的確定界面濃度的確定吸收系數吸收系數xyykmkK11xyxkmkK111xxyymAiAi*AiAixxyym*氣相總傳質系數與氣、液相傳質分系數之間的關系氣相總傳質系數與氣、液相傳質分系數之間的關系液相總傳質系數與氣、液相傳質分系數之間的關系液相總傳質系數與氣

14、、液相傳質分系數之間的關系控制步驟控制步驟控制控制動力學控制動力學控制擴散控制擴散控制液膜控制液膜控制氣膜控制氣膜控制化學吸收化學吸收l化學反應對吸收的影響化學反應對吸收的影響溶質進入溶劑后因化學反應而消耗，單位體積溶劑能溶質進入溶劑后因化學反應而消耗，單位體積溶劑能容納的溶質量增多，表現在平衡關系上為溶液的平衡容納的溶質量增多，表現在平衡關系上為溶液的平衡分壓降低，從而使吸收推動力增加。分壓降低，從而使吸收推動力增加。如果反應進行的很快，使氣體剛進入氣液相界面就被如果反應進行的很快，使氣體剛進入氣液相界面就被消耗殆盡，則溶質在液膜中的擴散阻力大大降低，甚消耗殆盡，則溶質在液膜中的擴散阻力大大

15、降低，甚至為零，導致總吸收系數增大，吸收速率提高。至為零，導致總吸收系數增大，吸收速率提高。填料表面有一部分液體停滯不動或流動很慢，在物理填料表面有一部分液體停滯不動或流動很慢，在物理吸收中這部分液體往往被溶質飽和不能再進行吸收，吸收中這部分液體往往被溶質飽和不能再進行吸收，但在化學吸收中，則要吸收多得多的溶質才能達到飽但在化學吸收中，則要吸收多得多的溶質才能達到飽和。和。兩分子反應中相界面附近液相內兩分子反應中相界面附近液相內A與與B的濃度分布的濃度分布伴有化學反應的吸收速率伴有化學反應的吸收速率（液）（液）（氣）rRbBaA1、氣膜傳質仍可按與物理吸收的模、氣膜傳質仍可按與物理吸收的模式計

16、算；式計算；2、在氣液相界面上，組分、在氣液相界面上，組分A仍處于仍處于平衡狀態(tài)，可用亨利定律來描述；平衡狀態(tài)，可用亨利定律來描述；3、在液膜中，組分、在液膜中，組分A的吸收不同于物理吸收，它一的吸收不同于物理吸收，它一面進行物理擴散，一面進行化學反應，若在液膜中未面進行物理擴散，一面進行化學反應，若在液膜中未反應完，還要進一步轉移到液相主體中繼續(xù)進行。反應完，還要進一步轉移到液相主體中繼續(xù)進行。伴有化學反應，組分A濃度降低加快，吸收速率大大提高。伴有化學反應的吸收速率的表達方式：伴有化學反應的吸收速率的表達方式：AALALAALACKCCKN)(*物理吸收速率：物理吸收速率：化學吸收速率：化

17、學吸收速率：)(1AALALACKCKNA、AALAACKCKNAL2、極快速不可逆反應極快速不可逆反應 ABAB氣相主體氣相主體氣膜氣膜液相主體液相主體液膜液膜相界面相界面反應面反應面P/CAGPBLCAiPAiCRiCRLC0, 0BiAiCC)(BLALBLAAGAGACDDbHaPKN極快速不可逆反應極快速不可逆反應 A=BA=B氣相主體氣相主體氣膜氣膜液相主體液相主體液膜液膜相界面相界面反應面反應面P/CAGPBLCRiCRLC0, 0BiAiCCAGAGAPkN極快速不可逆反應極快速不可逆反應 ABAB0, 0BiAiCC氣相主體氣相主體氣膜氣膜液相主體液相主體液膜液膜相界面相界面

18、反應面反應面P/CAGPBLCRiCRLCBiCAGAGAPkN反應類型判定反應類型判定臨界濃度臨界濃度：AGALAGBLALPBLKPPkkDDabCCAi0KPBLCCKPBLCCKPBLCC適用適用適用適用適用適用8.3 吸收設備與設計吸收設備與設計在氣體凈化中，吸收裝置一般有三種：在氣體凈化中，吸收裝置一般有三種：填料塔填料塔板式塔板式塔湍球塔湍球塔酸霧吸收塔酸霧吸收塔填料塔填料塔填料塔填料塔塔內填料的作用：塔內填料的作用：提供足夠大的傳提供足夠大的傳質面積，使氣液兩相質面積，使氣液兩相充分接觸，同時又不充分接觸，同時又不能造成過大的阻力。能造成過大的阻力。填料是填料塔的填料是填料塔的

19、核心，直接關系到操核心，直接關系到操作性能的好壞。作性能的好壞。優(yōu)點：結構簡單，氣液接觸優(yōu)點：結構簡單，氣液接觸好，壓力損失小。好，壓力損失小。缺點：當廢氣中含有懸浮物缺點：當廢氣中含有懸浮物時，易堵塞，檢修費用較高。時，易堵塞，檢修費用較高。填料的基本要求：填料的基本要求：1、較大的比表面積，良、較大的比表面積，良好的濕潤性能；好的濕潤性能；2、較大的空隙率，較小、較大的空隙率，較小的阻力，較寬的操作范圍；的阻力，較寬的操作范圍；3、足夠的機械強度，重、足夠的機械強度，重量輕，耐腐蝕；量輕，耐腐蝕；4、成本低廉，來源廣泛。、成本低廉，來源廣泛。個體填料：個體填料：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、鮑爾

20、環(huán)、階梯環(huán)、矩形環(huán)、階梯環(huán)、矩形環(huán)、鞍環(huán)等。鞍環(huán)等。組合填料：組合填料：波紋環(huán)、整砌環(huán)等。波紋環(huán)、整砌環(huán)等。散堆填料散堆填料聚丙烯階梯環(huán)聚丙烯階梯環(huán)拉西環(huán)拉西環(huán)塑料鮑爾環(huán)塑料鮑爾環(huán)金屬鮑爾環(huán)金屬鮑爾環(huán)個體填料個體填料規(guī)整填料規(guī)整填料陶瓷波紋填料陶瓷波紋填料斜管蜂窩填料斜管蜂窩填料整砌填料整砌填料斜管填料斜管填料組合填料組合填料立體彈性填料立體彈性填料分子篩分子篩特別填料特別填料塔壁效應、塔壁效應、“干填料現象干填料現象”1、液體噴淋密度在、液體噴淋密度在10m3/cm2以上，要求盡量噴淋均勻；以上，要求盡量噴淋均勻；2、塔徑、塔徑/填料尺寸之比大于填料尺寸之比大于8；3、分段時，每段高度在、分

21、段時，每段高度在35米以下，或根據手冊推薦來選米以下，或根據手冊推薦來選擇（填料不同）；擇（填料不同）；4、填料塔空塔氣速范圍：、填料塔空塔氣速范圍：0.3 1.5m/s；5、壓力損失范圍：、壓力損失范圍：0.15 0.60kPa/m；6、液氣比范圍：、液氣比范圍：0.5 2.0kg/kg。湍球塔湍球塔濕流體濕流體填料填料廢氣廢氣吸收液吸收液凈氣凈氣污水污水填料小球的基本要求：填料小球的基本要求：質輕，耐磨損，耐高溫。質輕，耐磨損，耐高溫。（聚乙烯、聚丙烯或發(fā)泡（聚乙烯、聚丙烯或發(fā)泡聚苯乙烯等塑料制成）聚苯乙烯等塑料制成）優(yōu)點：優(yōu)點：氣流速度高，處理氣流速度高，處理能力大，不易堵塞；能力大，不

22、易堵塞；缺點：缺點：小球壽命短，需經小球壽命短，需經常更換，操作費用較大。常更換，操作費用較大。板式塔板式塔廢氣廢氣篩板：開孔率：篩板：開孔率：6%25%空塔氣速：空塔氣速：1.0 2.5m/s氣體通過篩板氣速：氣體通過篩板氣速：4.5 12.8m/s液體流量：液體流量：1.5 3.8m3/(m2.h)壓力損失：每塊板壓力損失：每塊板0.8 2.0kPa優(yōu)點：優(yōu)點：處理能力大，壓降處理能力大，壓降小，造價低；小，造價低；缺點：缺點：操作條件要求高，操作條件要求高，負荷范圍窄，小孔易堵塞。負荷范圍窄，小孔易堵塞。吸收液吸收液凈氣凈氣污水污水塔型選擇原則：塔型選擇原則：物料系統易起泡沫，宜用填料塔

23、；物料系統易起泡沫，宜用填料塔；有懸浮物殘渣的物料或易結垢的物料，易用板式塔中大孔有懸浮物殘渣的物料或易結垢的物料，易用板式塔中大孔徑篩板塔，泡罩塔；徑篩板塔，泡罩塔；高粘性物料，易用填料塔；高粘性物料，易用填料塔；腐蝕性物料，易用板式塔中的結構簡單的無溢流篩板塔；腐蝕性物料，易用板式塔中的結構簡單的無溢流篩板塔；對于處理過程是放熱的，宜用板式塔。對于處理過程是放熱的，宜用板式塔。1、根據物性：、根據物性：塔型選擇原則：塔型選擇原則：氣膜控制，宜用填料塔，液膜控制，宜用板式塔氣膜控制，宜用填料塔，液膜控制，宜用板式塔 ；液氣比較小時，易用板式塔；液氣比較小時，易用板式塔；伴有化學反應且反應速度

24、不快時，易用板式塔；伴有化學反應且反應速度不快時，易用板式塔；塔徑小于塔徑小于800mm時，宜用填料塔，塔徑較大時，宜用時，宜用填料塔，塔徑較大時，宜用填料塔；填料塔；2、根據操作條件：、根據操作條件：吸收劑選擇原則：吸收劑選擇原則：1、對污染物具有良好的選擇性吸收能力；、對污染物具有良好的選擇性吸收能力；2、在吸收污染物后形成的富液應成為副產品、在吸收污染物后形成的富液應成為副產品或無污染液體，或更易處理和再利用的物質；或無污染液體，或更易處理和再利用的物質；3、吸收劑的蒸汽壓要低，不起泡，熱化學穩(wěn)、吸收劑的蒸汽壓要低，不起泡，熱化學穩(wěn)定性好，粘度低，腐蝕性??；定性好，粘度低，腐蝕性?。?、

25、價廉易得。、價廉易得。吸收工藝配置吸收工藝配置1 1、煙氣除塵；、煙氣除塵；（預洗滌裝置洗滌塔、文丘里洗滌器）預洗滌裝置洗滌塔、文丘里洗滌器）2 2、煙氣預冷卻；、煙氣預冷卻； （換熱器降溫、煙道直接增濕降溫、預洗滌器除塵增濕降溫）（換熱器降溫、煙道直接增濕降溫、預洗滌器除塵增濕降溫）3 3、解決結垢和堵塞問題；、解決結垢和堵塞問題； （嚴格除塵、控制水分的蒸發(fā)量、控制（嚴格除塵、控制水分的蒸發(fā)量、控制PH值、控制液相中易值、控制液相中易于結晶的組分不要過飽和等；流動床洗滌器；材料選擇）于結晶的組分不要過飽和等；流動床洗滌器；材料選擇）4 4、除霧；、除霧；（1060nm；水分及氣態(tài)污染物鹽液

26、滴）；水分及氣態(tài)污染物鹽液滴）5 5、氣體再加熱。、氣體再加熱。（溫度過低（溫度過低“白煙白煙”，煙氣抬升不夠；循環(huán)或尾部燃燒爐），煙氣抬升不夠；循環(huán)或尾部燃燒爐）吸收塔的設計吸收塔的設計1、設計依據、設計依據p單位時間內處理氣體流量；單位時間內處理氣體流量；p被吸收組分吸收率或凈化后氣體濃度；被吸收組分吸收率或凈化后氣體濃度；p選擇合適的吸收劑；選擇合適的吸收劑；p工藝操作條件。工藝操作條件。2、設計步驟：、設計步驟：吸收塔選擇；吸收塔選擇；確定系統溫度、壓力；確定系統溫度、壓力；選擇吸收劑；選擇吸收劑；確定吸收劑用量；確定吸收劑用量；確定吸收設備主要尺寸；確定吸收設備主要尺寸；壓力損失計算

27、。壓力損失計算。min)()0 . 21 . 1 (SSGLGL最小液氣比物料平衡相平衡傳質速率方程動力學方程填料塔的設計填料塔的設計選擇吸收劑；選擇吸收劑；選擇填料；選擇填料；確定控制步驟及傳質系數；確定控制步驟及傳質系數；確定吸收劑用量；確定吸收劑用量；確定設備主要尺寸；確定設備主要尺寸；壓力損失計算。壓力損失計算。04vQDT2112BLBLAGAGCCABLTPPAAGaNdCbCLaNdPPGHGnWgWmHPlL/810)10(液體液體氣體氣體dh2ASYG1ASYG1BSXL2BSXLASYG)(AASdYYG)(BBSdXXLBSXLrRbBA8.4 吸收法的應用吸收法的應用1

28、、吸收法在煙氣脫硫中的應用；、吸收法在煙氣脫硫中的應用；2、吸收法凈化含氮廢氣；、吸收法凈化含氮廢氣；3、吸收法凈化含氟廢氣。、吸收法凈化含氟廢氣。噴淋塔噴淋塔填料塔填料塔濕法煙氣脫硫濕法煙氣脫硫根據世界衛(wèi)生組織對根據世界衛(wèi)生組織對60個國家個國家1015年的監(jiān)測發(fā)現，年的監(jiān)測發(fā)現，全球污染最嚴重的全球污染最嚴重的10個城市中我國就占了個城市中我國就占了8個，我國城市個，我國城市大氣中二氧化硫和總懸浮微粒的濃度是世界上最高的。大氣中二氧化硫和總懸浮微粒的濃度是世界上最高的。大氣環(huán)境符合國家一級標準的不到大氣環(huán)境符合國家一級標準的不到1%，62%的城市的城市大氣中二氧化硫年日平均濃度超過了大氣中

29、二氧化硫年日平均濃度超過了3級標準級標準（100mg/m3）。）。全國酸雨面積已占國土資源的全國酸雨面積已占國土資源的30%，每年因酸雨和二，每年因酸雨和二氧化硫污染造成的損失高達氧化硫污染造成的損失高達1100億元。億元。中國酸雨趨勢不容樂觀中國酸雨趨勢不容樂觀1997年下半年，世界銀行環(huán)境經濟專家的一份報年下半年，世界銀行環(huán)境經濟專家的一份報告指出：中國環(huán)境污染的規(guī)模居世界首位，大城市的環(huán)告指出：中國環(huán)境污染的規(guī)模居世界首位，大城市的環(huán)境污染狀況在目前是世界上最嚴重的，全球大氣污染最境污染狀況在目前是世界上最嚴重的，全球大氣污染最嚴重的嚴重的20個城市中有個城市中有10個在中國。個在中國。

30、大氣中的二氧化硫和氮氧化物與降水溶合成酸雨，大氣中的二氧化硫和氮氧化物與降水溶合成酸雨，現在中國是僅次于歐洲和北美的第三大酸雨區(qū)。大氣污現在中國是僅次于歐洲和北美的第三大酸雨區(qū)。大氣污染嚴重破壞生態(tài)環(huán)境和嚴重危害人體呼吸系統，危害心染嚴重破壞生態(tài)環(huán)境和嚴重危害人體呼吸系統，危害心血管健康，加大癌癥發(fā)病率，甚至影響人類基因造成遺血管健康，加大癌癥發(fā)病率，甚至影響人類基因造成遺傳疾病。傳疾病。 1990年12月，國務院環(huán)委會第19次會議通過了關于控制酸雨發(fā)展的意見1992年國務院批準在貴州、長沙等九大城市開展征收工業(yè)燒煤二氧化硫排污費和酸雨結合防治試點工作1995年8月，全國人大常委會通過了新修訂

31、的中華人民共和國大氣污染防治法，規(guī)定在全國劃定酸雨控制區(qū)和二氧化硫控制區(qū)，并在“兩控區(qū)”內強化對二氧化硫和酸雨的污染控制1998年1月，國務院正式批準酸雨控制區(qū)和二氧化硫控制區(qū)劃分方案。為了實現兩控區(qū)的控制目標，國務院文件還具體規(guī)定：新建、改造燒煤含硫量大于1%的電廠，必須建設脫硫的設施?，F有燒煤含硫量大于1%的電廠，要在2010年前分期分批建成脫硫設施或采取其他相應結果的減排SO2的措施。 我國政府對二氧化硫和酸雨污染的控制及管理措施我國政府對二氧化硫和酸雨污染的控制及管理措施煙氣脫硫的方法根據物理及化學的基本原理，大體上煙氣脫硫的方法根據物理及化學的基本原理，大體上可分為可分為吸收法、吸附

32、法、催化法吸收法、吸附法、催化法三種。吸收法是凈化煙氣三種。吸收法是凈化煙氣中中SO2的最重要的且應用最廣泛的方法。吸收法煙氣脫硫的最重要的且應用最廣泛的方法。吸收法煙氣脫硫也稱為濕法或濕式煙氣脫硫。也稱為濕法或濕式煙氣脫硫。濕法煙氣脫硫的優(yōu)點是脫硫效率高，設備小，投資省，濕法煙氣脫硫的優(yōu)點是脫硫效率高，設備小，投資省，易操作，易控制，操作穩(wěn)定，以及占地面積小。易操作，易控制，操作穩(wěn)定，以及占地面積小。目前常見的濕法煙氣脫硫有：目前常見的濕法煙氣脫硫有：石灰石石灰石/石灰石灰石膏法石膏法拋棄法、鈉洗法、雙堿法及氧化鎂法等。拋棄法、鈉洗法、雙堿法及氧化鎂法等。濕法煙氣脫硫中，濕法煙氣脫硫中，SO

33、SO2 2和吸收劑的主要化學反應和吸收劑的主要化學反應SOSO2 2溶于水形成亞硫酸溶于水形成亞硫酸H H2 2O+SOO+SO2 2H H2 2SOSO3 3H H+ +HSO+HSO3 3- -2H2H+ +SO+SO3 32-2-溫度升高時，反應平衡向左移動溫度升高時，反應平衡向左移動 同水的反應同水的反應 SO SO2 2易與堿性物質發(fā)生化學反應，形成亞硫酸易與堿性物質發(fā)生化學反應，形成亞硫酸鹽。堿過剩時生成正鹽；鹽。堿過剩時生成正鹽；SOSO2 2過剩時形成酸式鹽。過剩時形成酸式鹽。2MeOH+SO2MeOH+SO2 2 MeMe2 2SOSO3 3+H+H2 2O OMeMe2 2

34、SOSO3 3+SO+SO2 2+H+H2 2O O 2MeHSO2MeHSO3 3MeMe2 2SOSO3 3+MeOH+MeOH MeMe2 2SOSO4 4+H+H2 2O O亞硫酸鹽不穩(wěn)定，可被煙氣中殘留的氧氣氧化成亞硫酸鹽不穩(wěn)定，可被煙氣中殘留的氧氣氧化成硫酸鹽：硫酸鹽：MeMe2 2SOSO3 3+1/2O+1/2O2 2 MeSOMeSO4 4同堿反應同堿反應 SO SO2 2易同弱酸鹽反應生成亞硫酸，繼之被煙氣易同弱酸鹽反應生成亞硫酸，繼之被煙氣中的氧氣氧化成穩(wěn)定的硫酸鹽。如同石灰石反應：中的氧氣氧化成穩(wěn)定的硫酸鹽。如同石灰石反應：CaCOCaCO3 3+SO+SO2 2+1/

35、2H+1/2H2 2O CaSOO CaSO3 31/2H1/2H2 2O+COO+CO2 22CaSO2CaSO3 31/2H1/2H2 2O+OO+O2 2+3H+3H2 2O 2CaSOO 2CaSO4 42H2H2 2O O同弱酸鹽反應同弱酸鹽反應SOSO2 2同氧化劑反應生成同氧化劑反應生成SOSO3 3： SOSO2 2+1/2O+1/2O2 2 SOSO3 3（催化劑催化劑）在催化劑的作用下，可加速在催化劑的作用下，可加速SOSO2 2氧化成氧化成SOSO3 3的反應。的反應。在水中，在水中，SOSO2 2經催化劑作用被迅速氧化成經催化劑作用被迅速氧化成SOSO3 3，并生，并生

36、成成H H2 2SOSO4 4：SOSO2 2+1/2O+1/2O2 2+H+H2 2O OH H2 2SOSO4 4 ( (加熱加熱) )同氧化劑反應同氧化劑反應金屬氧化物，如金屬氧化物，如MgOMgO、ZnOZnO、MnOMnO、CuOCuO等，對等，對SOSO2 2均有均有吸收能力，再用加熱的方法使吸收劑再生，并得到高吸收能力，再用加熱的方法使吸收劑再生，并得到高濃度的濃度的SOSO2 2。這里以。這里以MgOMgO為例加以說明：為例加以說明：MgO+HMgO+H2 2O O Mg(OH)Mg(OH)2 2 Mg(OH)Mg(OH)2 2+SO+SO2 2+5H+5H2 2O O MgS

37、OMgSO3 36H6H2 2O O MgSOMgSO3 36H6H2 2O OMgSOMgSO3 3+6H+6H2 2O O ( (加熱加熱) )MgSOMgSO3 3 MgO+SOMgO+SO2 2 ( (加熱加熱) )吸收劑再生后可循環(huán)使用，并可回收吸收劑再生后可循環(huán)使用，并可回收SOSO2 2，達到高濃，達到高濃度的氣態(tài)度的氣態(tài)SOSO2 2。經液化后得到液態(tài)。經液化后得到液態(tài)SOSO2 2。同金屬氧化物的反應同金屬氧化物的反應目前二氧化硫減排的主要措施：目前二氧化硫減排的主要措施：1、原煤脫硫技術。原煤脫硫技術?？梢猿ト济褐写蠹s可以除去燃煤中大約4060的無機的無機硫。硫。2、優(yōu)先

38、使用低硫燃料。優(yōu)先使用低硫燃料。如含硫較低的低硫煤和天然氣等。如含硫較低的低硫煤和天然氣等。3、改進燃煤技術。改進燃煤技術。減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的減少燃煤過程中二氧化硫和氮氧化物的排放量。例如，液態(tài)化燃煤技術，它主要是利用加進石灰石排放量。例如，液態(tài)化燃煤技術，它主要是利用加進石灰石和白云石，與二氧化硫發(fā)生反應，生成硫酸鈣隨灰渣排出。和白云石，與二氧化硫發(fā)生反應，生成硫酸鈣隨灰渣排出。4、煙氣脫硫。煙氣脫硫。目前主要用石灰法，可以除去煙氣中目前主要用石灰法，可以除去煙氣中8590的二氧化硫氣體，脫硫效果好但有時成本較高。例如，的二氧化硫氣體，脫硫效果好但有時成本較高。例如，在火力發(fā)

39、電廠安裝煙氣脫硫裝置的費用，要達電廠總投資的在火力發(fā)電廠安裝煙氣脫硫裝置的費用，要達電廠總投資的25之多。之多。p吸收能力高。吸收能力高。要求對要求對SO2 2具有較高的吸收能力，以提高具有較高的吸收能力，以提高吸收速率，減少吸收劑的用量，減少設備體積和降低能耗。吸收速率，減少吸收劑的用量，減少設備體積和降低能耗。p選擇性能好。選擇性能好。要求對要求對SO2 2具有良好的選擇性能，對其他具有良好的選擇性能，對其他組分不吸收或吸收能力很低，確保對組分不吸收或吸收能力很低，確保對SO2 2具有較高的吸收具有較高的吸收能力。能力。p揮發(fā)性低，無毒，不易燃燒，化學穩(wěn)定性好，凝固點低，揮發(fā)性低，無毒，不

40、易燃燒，化學穩(wěn)定性好，凝固點低，不發(fā)泡，易再生，粘度小，比熱小。不發(fā)泡，易再生，粘度小，比熱小。p不腐蝕或腐蝕小，以減少設備投資及維護費用。不腐蝕或腐蝕小，以減少設備投資及維護費用。p來源豐富，容易得到，價格便宜。來源豐富，容易得到，價格便宜。p便于處理及操作，不易產生二次污染。便于處理及操作，不易產生二次污染。 濕法煙氣脫硫用脫硫劑的要求濕法煙氣脫硫用脫硫劑的要求Ca OCa（OH）2 2CaSO3 3（1）濕法煙氣脫硫在）濕法煙氣脫硫在燃煤發(fā)電廠及中小型燃煤鍋爐燃煤發(fā)電廠及中小型燃煤鍋爐上獲上獲得廣泛的應用，成為當今世界上燃煤發(fā)電廠采用的脫硫主得廣泛的應用，成為當今世界上燃煤發(fā)電廠采用的脫

41、硫主導工藝技術。這是由于濕法煙氣脫硫效率高、設備小、易導工藝技術。這是由于濕法煙氣脫硫效率高、設備小、易控制、占地面積小以及適用于高中低硫煤等。目前，在國控制、占地面積小以及適用于高中低硫煤等。目前，在國內外燃煤發(fā)電廠中，濕法煙氣硫占總煙氣脫硫的內外燃煤發(fā)電廠中，濕法煙氣硫占總煙氣脫硫的85%左右，左右，并有逐年增加的趨勢。在我國中小型燃煤鍋爐中，濕法煙并有逐年增加的趨勢。在我國中小型燃煤鍋爐中，濕法煙氣脫硫占氣脫硫占98%以上，接近以上，接近100%。濕法煙氣脫硫技術的應用濕法煙氣脫硫技術的應用 （2）在國內外燃煤發(fā)電廠濕法煙氣脫硫中，石灰石）在國內外燃煤發(fā)電廠濕法煙氣脫硫中，石灰石/石石灰

42、灰石膏法、石灰石石膏法、石灰石/石灰石灰石膏拋棄法煙氣脫硫，石膏拋棄法煙氣脫硫，占煙氣脫硫總量的占煙氣脫硫總量的83%左右，其中石灰石左右，其中石灰石/石灰石灰石膏石膏法占法占45%以上，并有逐年增加的趨勢，而石灰石以上，并有逐年增加的趨勢，而石灰石/石灰石灰 石膏拋棄法呈逐年下降的趨勢。前者的副產品建筑材石膏拋棄法呈逐年下降的趨勢。前者的副產品建筑材料石膏，對環(huán)境不造成二次污染。在我國中小型燃煤鍋料石膏，對環(huán)境不造成二次污染。在我國中小型燃煤鍋爐上，拋棄法煙氣脫硫占主導地位，爐上，拋棄法煙氣脫硫占主導地位，SO2一般不回收，一般不回收，多以硫酸鹽或亞硫酸鹽拋棄。多以硫酸鹽或亞硫酸鹽拋棄。 濕法煙氣脫硫技術的應用濕法煙氣脫硫技術的應用 （3）濕法石灰石）濕法石灰石/石灰石灰石膏煙氣脫硫中，由于石灰石膏煙氣脫硫中，由于石灰石來源豐富，價格比石灰低得多，多年來形成了濕法石石來源豐富，價格比石灰低得多，多年來形成了濕法石灰石灰石石膏煙氣脫硫技術，并在國內外燃煤發(fā)電廠中石膏煙氣脫硫技術，并在國內外燃煤發(fā)電廠中獲得廣泛的應用，其應用量有逐年增加的趨勢。獲得廣泛的應用，其應用量有逐年增加的趨勢。（4）濕法石灰石）濕法石灰石/石灰工藝可適用于高中低硫煤種。石灰工藝可適用于高中低硫煤種。（5）濕法煙氣脫硫技術，尤其是石灰石）濕法煙氣脫硫技術，尤其是石灰石